用臭氧陶瓷膜組合工藝處理污水研究

膜工藝在飲用水處理中的應用日益增多,其對水中顆粒物有很好的分離能力,膜出水濁度一般在0.2NTU 以下,在水處理中有很大的應用潛力.但實踐證明,膜的污染和膜工藝無法有效去除溶解性有機物和氨氮,阻礙了其廣泛應用.陶瓷膜具有機械強度高、化學穩定性和熱穩定性高等優點.陶瓷膜能夠與臭氧直接接觸,可有效控制膜污染.臭氧氧化在控制膜污染的同時還能降低有機物的分子量,提高其可生化性.但有報道指出,臭氧氧化可降低膜對的有機物的去除效果.為提高膜對有機物的去除,通常在膜工藝前設置粉末活性炭或顆粒活性炭等預處理工藝.預處理工藝能夠改變水中顆粒物和有機物的賦存形態,降低膜的有機物負荷,減輕膜污染,提高有機物的去除效果.但此類預處理工藝多利用了活性炭的吸附作用,且對氨氮的去除無顯著改善.研究表明,生物活性碳(BAC)可有效去除水中的有機物和氨氮.因此,在臭氧-陶瓷膜后設置BAC工藝,形成臭氧陶瓷膜-BAC組合工藝,可在臭氧控制膜污染的基礎上去除有機物和氨氮,能夠一舉兩得.

 

本文利用臭氧陶瓷膜-BAC 和陶瓷膜-BAC兩種組合工藝處理被污染的原水,對組合工藝去除濁度、有機物和氨氮的性能進行了研究.同時比較了臭氧對膜污染控制和溶解氧(DO)對BAC過濾去除氨氮的影響,為臭氧陶瓷膜-BAC 工藝在飲用水處理中的應用提供科學依據.

 

原水配制

為模擬原水的季節性污染狀況,將正常河水與污染河水按一定比例配制成氨氮濃度為4.0~15.0mg/L 的原水,相應的TOC 濃度為2.5~5.0mg/L,濁度為 6.0~10.0NTU,水溫為 25~28℃,pH 值為7.8~8.2.

 

 結論

1 利用臭氧陶瓷膜-BAC 和陶瓷膜-BAC 工藝處理受污染的原水,在臭氧投加量為2.0mg/L,跨膜壓差0.1MPa 的運行工況下:2 種組合工藝均可去除原水中96%以上的濁度,出水濁度低于0.2NTU.臭氧投加對陶瓷膜去除濁度的效果無影響.

2 兩種組合工藝可去除原水中1.0~2.0mg/L的氨氮.提高BAC 進水DO 濃度至20.0~30.0mg/L,能夠大幅度提高BAC對氨氮的去除效能,將原水氨氮濃度由6.0mg/L 降低至0.5mg/L以下.

3 工藝Ⅰ和工藝Ⅱ對原水中TOC 的平均去除率分別為48.3%和51.1%,對UV254的平均去除率分別為51.8%和48.2%.

4 臭氧對有機物的分解改善了組合工藝對UV254的去除,并能夠將膜通量提高25%~30%.但是,臭氧也會影響BAC 中的微生物活性,導致工藝出水中亞硝酸鹽的積累.臭氧對后續BAC中微生物的影響需深入研究.

 

摘自：

郭建寧1,張錫輝1*,張建國2,盛德洋2,胡江泳3,陶 益1 (1.清華大學深圳研究生院,環境工程與管理研究中心,

廣東 深圳 518055；2.東莞市東江水務有限公司,廣東 東莞 523112；3.新加坡國立大學土木與環境工程系,新加坡119260)

中國環境科學 2013,33(11)：1946~195